小型采样器浅层月壤铲挖阻力预测及铲挖参数优选

研究了小型采样器在月表低气压低重力环境下对浅层月壤的铲挖阻力预测及参数优选问题。通过分析采样器铲斗—月壤间的相互作用,结合三轴试验仿真得出的月壤抗剪特性和弹塑性本构关系,分别对采样器的铲斗底面推移阻力和侧壁切削阻力进行了推导,实现了对月壤铲挖阻力的预测。在此基础上,以月壤铲挖阻力和收集速率为评价依据,针对0.2m深度以内的浅层月壤采样任务,利用自适应遗传算法确定了不同尺寸铲斗的最优铲挖参数。仿真结果表明,不同铲宽的月壤采样器均对应存在一个最优的铲挖深度和铲挖角,并且随着铲宽的增加,最优铲挖深度逐渐变大,最优铲挖角逐渐变小。

时控恒流量采样器的研制

针对目前国产小型采样器 2 4小时采样 ,因连续在博物馆陈列室等处用电存在的不安全性、采样位置受电源位置限制以及流量控制不稳的缺陷 ,根据博物馆实际检测采样的特殊需要 ,自行研制了小型时控恒流量采样器。采样器主要有定时控制、电机控制、电源检测、模式开关和气泵等部分组成。通过电路的特殊设计 ,采取间隙式采样模式以保证连续采样无需外接电源 ,解决电池供电随着使用时间的增加电压下降可能引起采样流量变化的问题。通过电路中稳速系统设计 ,使采样器工作在一确定的电压之上 ,保证电机转速稳定 ,使采样流量不受采样管阻力影响 ,从而保证采样精度。采样器经半年多实际应用最大相对误差为 2 .5 %。能满足博物馆实际检测采样要求。